JPH0448204A - 高さ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ビームを利用して三角法の原理を用い被測
定物体の高さを測定する方法に係り、特に被測定物体が
厳密な位置決めがされてなく球面状の被測定物体で表面
状態が安定していない場合の頂点高さ測定方式に関する
。

〔従来の技術〕

従来、三角法を用いて非接触で物体の高さを測定する方
法は種々知られている。そのうち、被測定物体の厳密な
位置決めがされていない場合、すなわち被測定物体の頂
点が所定の位置にない場合、その高さを知る方法として
、Ｘ、Ｙ、Ｚを三次元直交座標として、光ビームの相対
的走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向に行い、上記光
ビームの反射光量から後述する方法でその走査線上の変
曲点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査を
該変曲点を含むＹ軸方向に行い、上記光ビームの反射受
光量からその走査線上の変曲点を求め、該変曲点位置を
被測定物体の頂点位置として、該頂点の位置の被測定物
体の高さを測定するものである。

この場合の反射受光量から変曲点を求める判定手段は１
反射受光量がある判定レベルを越えた位置と切った位置
との中心位置を変曲点と判定するものである。

なおこの種の技術として関連するものには、たとえば特
開昭６０−１９６６０８号公報に記載の技術等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、被測定物体の表面状態についての配慮
がされておらず、被測定物体の表面に変色、凹凸があっ
た場合、反射受光量のピークが複数出力され、変曲点位
置を誤判定し頂点高さを高精度に測定できないという問
題があった。

本発明の目的は、被測定物体の表面状態に影響されず、
高精度に球状被測定物体の頂点高さを測定する方式を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、球面状の被測定物体に斜め上方から光ビー
ムを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対的
に走査し、その反射光を位置検出素子で検出し、その反
射光強度の変曲点位置から被測定物体の頂点位置を求め
、高さを測定する方法において、該反射光強度がある判
定レベルを越えた位置と切った位置の距離を調べ、該距
離がある基準値より小さい場合は該判定レベルを下げて
上記操作を繰り返し行い、該距離が基準値を上まわった
時点の該距離の中心位置を走査上の変曲点位置と判定す
ることにより被測定物体の頂点高さを測定することを特
徴とする高さ判定方式によって達成される６ 〔作用〕 本発明においては、球状被測定物体の表面に変色、凹凸
等があることにより、反射受光量強度のピーク又は変曲
点が複数あった場合でも、前記受光量距離を調べ前記判
定レベルを下げることにより被測定物体の頂点位置を誤
判定することなく高精度に判定可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
。

第２図は、本発明を行うための高さ測定装置の構成図で
ある。半球状の被測定物体８がベース９上に接近して複
数個搭載されている。検出器２１は公知の三角法の原理
を用いて高さ測定を行う検出ヘッド部であり、光ピース
を斜め方向に発する光源と、反射光の位置検出素子を有
する。測定器本体１５よりメモリ托及び判定手段１２を
有する制御手段１７に反射光量及び高さ信号が送られる
。ベース９はＸステージ１０．Ｘステージ１１によりＸ
方向。

Ｙ方向に移動可能な構成となっている。

第１図は、本発明の測定方式の原理を説明する説明図で
ある。また第３図は、本発明の測定方式の動作を説明す
る説明図である。

以下１表面が変色した一個の被測定物体８の頂点高さを
測定する場合について第３図の動作フローに従い説明す
る。被測定物体８の頂点位置の周辺をＹ方向に光ビーム
が走査するように制御手段１７によりＸステージ１１を
定速で移動させながら反射受光量及び高さ信号を検出し
、第１図に示す反射受光量１及び高さ信号２が検出され
る。この場合の反射受光量１は表面が変色しているため
に波形の一部が欠けた信号となる。判定手段１２は、反
射受光量１がある値に初期設定された判定レベル３を越
えた位置４と切った位置５との差を求め受光量幅Ｗ７と
し、判定定数テーブル２０に設定された基準受光量幅範
囲１８以内にあるかどうか比較する。この場合は範囲内
にないと判断し判定レベルを一定量下げる。この時１判
定レベルが事前に設定した判定レベル下限値１９を下ま
わった場合は被測定物体が異常と判断して測定を終了す
る。以上の動作を受光量幅Ｗ７が基準受光量幅範囲１８
に入るまで繰り返し行い範囲に入ったら、その時の受光
量幅Ｗ７の中心位置を被測定物体のＹ方向変曲点とする
。つぎに、制御手段１７により、初期位置が上記Ｙ方向
変曲点上にくるようにＸステージ１１を移動した後Ｘス
テージ１０を定速移動させながら反射受光量及び高さを
検出する。この反射受光量から前述と同じ方法で中心位
置を判定する。この中心位置が被測定物体８の頂点位置
であるため、この位置の高さが求める頂点位置の高さと
なる。

上述の判定手段で述べた判定定数テーブル２０の基準受
光量幅範囲１８は、球状被測定物体の曲率半径に応じて
決定する定数である。また判定手段の基準受光量幅との
繰り返し比較動作は、判定手段内のメモリ１６に記憶さ
れた信号に対して繰り返し比較すればよく、毎回走査ス
テージを動作させる必要はない。

以上述べた実施例によれば、球状被測定物体の頂点位置
を誤判定することなく検出できるので高精度に頂点高さ
を測定することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、球状被測定物体の表面の影響を受ける
ことなく高精度に高さ計測をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定方法の判定手段を説明する説明図
、第２図は本発明を実施するための高さ測定装置の一実
施例の構成を示す構成図、第３図は本発明を行うための
高さ測定装置の一実施例の動作を説明する動作フローチ
ャートである。 １・・・反射受光量、　　　２・・・高さ信号。 ３・・・判定レベル、　　　　４，５．６・・・位置、
７・・・受光量幅Ｗ、 ９・・・ベース、 １１・・・Ｙステージ、 １６・・・メモリ、 １８・・・基準受光量幅範囲、 ２０・・・判定定数テーブル。 ８・・・被測定物体、 １０・・・Ｘステージ、 １２・・・判定手段、 １７・・・制御手段、 １９・・・判定レベル下限値、 稟　ｆ　図 烏　３　図 稟　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、球面状の被測定物体に斜め上方から光ビームを照射
   しながら、上記光ビームを被測定物体に対して相対的に
   走査し、その反射光を位置検出素子で検出することによ
   り被測定物体の光ビーム照射位置の受光量強度及び変位
   量を計測し、該受光量を演算することにより被測定物体
   の頂点位置を判定し頂点高さを測定する方法において、
   該受光量演算方式として、受光量強度があるレベル以上
   得られる走査距離を判定基準とすることにより被測定物
   体の表面状態による頂点位置判定誤差の影響をなくすこ
   とを特徴とする高さ測定方式。